Oneider Leon

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”EXTENSIÓN BARQUISIMETO

ENGRANAJES

Integrantes:Oneider José León Gonzalez

C.I. 19105564

Permite transmitir un movimiento giratorio de un eje a otro, pudiendo modificar las características de velocidad y sentido de giro. Estos ejes pueden ser paralelos, coincidentes o cruzados.

SISTEMAS DE ENGRANAJES

El sistema de engranajes es similar al de ruedas de fricción. La diferencia estriba en que la transmisión simple de engranajes consta de una rueda motriz con dientes en su periferia exterior, que engrana sobre otra similar, lo que evita el deslizamiento entre las ruedas. Al engranaje de mayor tamaño se le denomina rueda y al de menor piñón. Los dientes de los engranajes son diseñados para permitir la rotación uniforme (sin saltos) del eje conducido.

Este sistema de transmisión (como el de ruedas de fricción) invierte el sentido de giro de dos ejes contiguos, cosa que podemos solucionar fácilmente introduciendo una rueda loca o engranaje loco que gira en un eje intermedio.Este sistema de transmisión (como el de ruedas de fricción) invierte el sentido de giro de dos ejes contiguos, cosa que podemos solucionar fácilmente introduciendo una rueda loca o engranaje loco que gira en un eje intermedio.

Para el cálculo de la relación de transmisión entre engranajes se tiene en cuenta el número de dientes de cada rueda en vez de su diámetro (igual que en la transmisión cadena-piñón) cumpliéndose: 

Con engranajes también se pueden conseguir disminuciones o aumentos significativos de la velocidad de giro de los ejes sin más que montar un tren de engranajes. las velocidades de giro de los ejes se van reduciendo a medida que se engrana una rueda de menor número de dientes a una de mayor número.

En este caso la relación de transmisión se calcula multiplicando entre sí las diferentes relaciones que la forman:

Este tipo de transmisiones se usa mucho como reductor de velocidad en la industria (máquinas herramientas, robótica, grúas...), en la mayoría de los electrodomésticos (vídeos, cassetes, tocadiscos, programadores de lavadora, máquinas de coser, batidoras, exprimidores...), en automoción (para las cajas de cambio de marchas)

Ventajas

Mantener la relación de transmisión constante incluso transmitiendo grandes potencias entre los ejes (caso de automóviles, camiones, grúas...), lo que se traduce en mayor eficiencia mecánica (mejor rendimiento). Además, permite conectar ejes que se cruzan (mediante tornillo sinfín), o que se cortan (mediante engranajes cónicos) y su funcionamiento puede ser muy silencioso.

Desventajas

Su alto coste y poca flexibilidad (en caso de que el eje conducido cese de girar por cualquier causa, el conductor también lo hará, lo que puede producir averías en el mecanismo motor o la ruptura de los dientes de los engranajes). Otro inconveniente importante es que necesita lubricación (engrase) adecuada para evitar el desgaste prematuro de los dientes y reducir el ruido de funcionamiento.

Tipos de engranajesSistema de rueda dentada linternaPermite transmitir un movimiento giratorio entre ejes, modificando las características de velocidad y sentido de giro. Los ejes conductor y conducido pueden ser paralelos o perpendiculares.Este sistema fue muy empleado en los molinos medievales para llevar el movimiento producido por el motor hidráulico (o eólico) hasta la muela corredera (la única muela que giraba de las dos) y puede considerarse como el predecesor de los sistemas de engranajes. En la actualidad está en desuso.

El sistema se construía en madera y estaba formado por dos operadores diferenciados: la rueda dentada y la linterna.

La rueda dentada: consiste en un disco dotado de dientes, normalmente cilíndricos, que según la disposición del eje que porta la linterna, van situados en posición radial o paralela al propio eje. La linterna: es un tambor de barras, diseñado especialmente para que los dientes de la rueda dentada penetren en su interior y puedan arrastrarlo en su movimiento.

El funcionamiento es similar al de una transmisión por engranajes, pudiendo transferir el movimiento giratorio entre dos ejes paralelos o entre dos perpendiculares.Normalmente la rueda dentada está acoplada al eje conductor, que es el mismo que el de la rueda hidráulica (o eólica en el caso de los molinos de viento) mientras que la linterna se coloca en el eje conducido.

Puesto que no hay posibilidad de colocar una rueda loca, el sentido de giro de los ejes se invertirá siempre. Para el cálculo de la relación de transmisión se tiene en cuenta el número de dientes de la rueda y el de barras de la linterna, estableciéndose una relación similar a la empleada para un sistema de engranajes.

Este tipo de transmisión tuvo gran importancia en su época, pero en la actualidad está totalmente en desuso debido a que presenta muchísimos inconvenientes (grandes pérdidas energéticas, transmisión discontinua del movimiento (a saltos), materiales poco duraderos, gran tamaño...) respecto a los otros sistemas estudiados hasta ahora (polea-correa, cadena-piñón y sistema de engranajes).

El objetivo principal de los trenes de engranaje es la transmisión de un movimiento giratorio entre dos ejes, esto me sirve para conseguir aumento o disminuciones en la velocidad según la utilidad, otra utilidad seria la de inversión de giro. La anteriores características, sobre todo la reducción de velocidad son muy utilizada en la industria, bastante utilizado en robótica, electrodomésticos y en otros elementos en los que se necesite reducir una alta potencia para diversas aplicaciones.

El elemento principal de los trenes de engrane es la rueda dentada doble que consiste en dos engranajes de igual paso, pero a la vez con diferentes números de dientes unidos Como se puede ver en la figura.

Para de realizar el mecanismos completo de trenes de engrane se necesita varias ruedas de dentada doble unidos con una cadena de tal forma que en cada rueda doble una hace de conducida de la anterior y otra de conductora de la siguiente.

Cilindros rodantesUno de los sistemas de engranes mas usados es la de cilindros rodantes o de giros, se trata de un conjunto al exterior de cilindros rodantes o un conjunto interno. Este mecanismo funciona casi perfecto cuando existe una gran fricción en la superficie de contacto. No habrá deslizamiento en los cilindros hasta que la fuerza de la fricción máxima disponible en la unión se vea superada por las necesidades de transferencia de par de torsión. Una de las principales desventajas de los cilindros rodantes son su bajo par de torsión asi como la posibilidad de deslizamiento.

Engranajes Helicoidales

Los dientes de estos engranajes no son paralelos al eje de la rueda dentada, sino que se enroscan entorno al eje en forma de hélice. Estos engranajes son apropiados para grandes cargas porque los dientes engranan formando un ángulo agudo, en lugar de 90º como en un engranaje recto. A veces se denominan de forma incorrecta engranajes en espiral los engranajes helicoidales son empleados para transmitir rotación entre ejes no paralelos.

Ventajas del uso de engranajes Helicoidales

• Presentan un comportamiento más silencioso que el de los dientes rectos usándolos entre ejes paralelos.

• Poseen una mayor relación de contacto debido al efecto de traslape de los dientes.

• Pueden transmitir mayores cargas a mayores velocidades debido al embonado gradual que poseen.

Desventajas de engranajes helicoidales

La principal desventaja de utilizar este tipo de engranaje, es la fuerza axial que este produce, para contrarrestar esta reacción se tiene que colocar una chumacera que soporte axialmente y transversalmente al árbol.

Tipos de engranajes Helicoidales

Engranajes Helicoidales de ejes paralelos

Se emplea para transmitir movimiento o fuerzas entre ejes paralelos, pueden ser considerados como compuestopor un número infinito de engranajes rectos de pequeño espesor escalonado, el resultado será que cada diente está inclinado a lo largo de la cara como una hélice cilíndrica.

Engranajes Helicoidales de ejes cruzados

Son la forma más simple de los engranajes cuyas flechas no se interceptan teniendo una acción conjugada (puede considerárseles como engranajes sinfín no envolventes), la acción consiste primordialmente en una acción de tornillo o de cuña, resultando un alto grado de deslizamiento en los flancos del diente. El contacto en un punto entre diente acoplado limita la capacidad de transmisión de carga para este tipo de engranes.

Engranajes helicoidales dobles

Los engranajes "espina de pescado" son una combinación de hélice derecha e izquierda. El empuje axial que absorben los apoyos o cojinetes de los engranajes helicoidales es una desventaja de ellos y ésta se elimina por la reacción del empuje igual y opuesto de una rama simétrica de un engrane helicoidal doble.Un miembro del juego de engranes

"espina de pescado" debe ser apto para absorber la carga axial de tal forma que impida las carga excesivas en el diente provocadas por la disparidad de las dos mitades del engranaje.

Un engrane de doble hélice sufre únicamente la mitad del error de deslizamiento que el de una sola hélice o del engranaje recto. Toda discusión relacionada a los engranes helicoidales sencillos (de ejes paralelos) es aplicable a loso engranajes de helicoidal doble, exceptuando que el ángulo de la hélice es generalmente mayor para los helicoidales dobles, puesto que no hay empuje axial.

LEY FUNDAMENTAL DEL ENGRANE

La ley fundamental de engranajes lo que me indica es que la razón de la velocidad angular a través de los trenes de engranajes debe lógicamente mantenerse constante en la constante tiempo La razón de velocidad angular mv es igual a la razón del radio de paso del engrane de entrada dividido entre el correspondiente del engranaje de salida. Los radios de paso de la ecuación, son los de los cilindros de rodamiento a los cuales agregamos los dientes. El signo positivo o negativo toma en consideración los conjuntos de cilindros internos o externos.